Klinisk implikation af knoglemarvsperfusionsmønstre afbildet ved dynamisk MR i myelomatose

Myelomatose (MM) er en klonal plasmacelle-neoplasma karakteriseret ved proliferation af unormale plasmaceller i knoglemarv (BM), der udskiller et monoklonalt paraprotein (M-protein) i serum og/eller urin, og ved osteolytiske knogleødelæggelser. Indtil videre er det en uhelbredelig sygdom, og dens patogenese er stort set ukendt. Den mediane overlevelsestid for MM-patienter er kun tre til fire år, og så vil patienterne dø af enten sygdommen eller dens komplikationer [Barlogie et al, 2004].

Der er flere uafhængige prognostiske faktorer for MM, såsom høje niveauer af beta-2 mikroglobulin, hypodiploidi kromosomindhold, deletion af kromosom 13q14 og også omfanget af angiogenese, vist ved mikrovaskulær densitet (MVD), i BM [Fonseca et al, 2004; Kumar et al., 2002; Pruneri et al., 2002; Sezer et al., 2000]. Det er blevet foreslået, at MM udviklede sig fra en avaskulær fase til en vaskulær fase (aktiv MM) ledsaget af en signifikant stigning i MVD i BM [Rajkumar et al, 2002], som fremmes af de angiogenese-relaterede faktorer som VEGF, bFGF og PDGF, som blev udført som en parakrine eller autokrine sløjfer udskilt af MM-celler i sig selv eller de tilstødende BM-stromaceller [Gupta et al, 2001; Kumar et al., 2003; Ria et al., 2003; Vacca et al., 2003]. Det er blevet rapporteret, at højere MVD i BM på tidspunktet for den første diagnose var forbundet med kortere OS og PFS hos patienter, der gennemgår autolog transplantation for MM, end patienter med lavere MVD [Kumar et al, 2004]. Disse angiogenese-relaterede faktorer kan give sygdomsovervågning, men også en potent ny terapeutisk tilgang til at overvinde resistens over for terapier og derved forbedre patientresultatet [Podar et al, 2004]. Interessant nok har patienterne med deletion af kromosom 13q14 højere MVD i BM end patienterne uden [Schreiber 2000], hvilket antydede, at den alvorlige prognose for deletion af kromosom 13q14 kan være et resultat af dysregulering af angiogenese i BM. Men på den anden side var fravær af klinisk prognostisk værdi af VEGF og MVD i MM også blevet rapporteret af andre efterforskere [Ahn et al, 2001; Choi et al., 2002]. I MM er det stadig debat om MVD i BM og de relaterede biologiske markører, såsom VEGF, bFGF og PDGF kan tjene som prognostiske faktorer [Rajkumar et al, 2001; Vacca et al., 2001]. Der er mulige to årsager til debatten, den første er, at fordelingen af ​​neoplastiske foci inden for BM af MM ikke er homogene, derfor er de mikrovaskulære tætheder beregnet ud fra en enkelt site BM-prøve svære at repræsentere den totale angiogenese i BM; den anden er, at de angiogenese-relaterede biologiske markører, såsom VEGF, bFGF og PDGF, i MM i vid udstrækning studeres på plasma opnået fra perifert blod i stedet for BM, og dette er et kritisk problem for cytokinerne, der udskilles fra enten MM-celler eller tilstødende stromaceller er for det meste parakriner eller autokriner, og niveauerne af VEGF, bFGF, PDGF er højere i BM end i perifert blod [Di Raimondo et al, 2000].

Gennem gennemgang af litteraturen er dynamisk kontrastforstærket MR blevet brugt til at evaluere potentialet af vertebrale frakturer i MM [Scherer et al, 2002a & 2002b], for at kvantificere signifikante ændringer af BM mikrocirkulation under konventionel behandling [Rahmouni et al, 1993] eller behandling med thalidomid kombineret med kemoterapi [Wasser et al, 2004], som kan være et nyt og ikke-invasivt værktøj til at nærme sig de kliniske resultater af MM-patienter [Moehler et al, 2001]. Kort sagt blev MR-billeddannelse af rygsøjlen udført med et 1,5-T superledende system (Magnetom Vision Plus; Siemens, Erlangen, Tyskland). En fase-array spine-coil blev brugt, og en rutinemæssig hurtig spin-ekko T1-vægtet sekvens (gentagelsestid msek/ekkotid msek, 600/12; turbofaktor på tre; snittykkelse, 4 mm; synsfelt, 28 cm ) blev udført i det midsagittale plan og dækkede området fra T11 gennem korsbenet. En dynamisk kontrastforstærket MR-undersøgelse blev derefter udført (snittykkelse, 10 mm; synsfelt, 28 cm) ved midterdelen af ​​hvirvellegemet og dækkede det samme område. Den anvendte pulssekvens var en turbohurtig lavgradig skudgradient-ekkosekvens (8,5/4,0; prepuls-inversionstid, 160 msek; vippevinkel, 10°; akkvisitionsmatrix, 72x128). Optagelsestiden var 0,89 sekund med 0,11 sekunders forsinkelse. I alt blev der opnået 100 dynamiske billeder inden for 100 sekunder (et billede pr. sekund) i hvert motiv. Efter den indledende 100 sekunders scanning blev scanningen forlænget til 600 sekunder med scanningshastigheden 1 billede pr. 10 sekunder (1 sekunds scanning og 9 sekunders forsinkelse). En injektion på 0,1 mmol pr. kilogram kropsvægt gadopentetat-dimeglumin (Magnevist; Schering, Berlin, Tyskland) blev administreret af kraftinjektoren gennem et 21-gauge intravenøst ​​kateter, der tidligere blev indsat i den højre antecubitale vene. En kort konstant injektionshastighed på 2,0 ml/sek blev anvendt. Denne injektion blev umiddelbart efterfulgt af en 20 ml saltvandsskylning med samme injektionshastighed. Dynamisk billeddannelse startede, da injektionen af ​​kontrastmaterialet begyndte.

Signalintensitetsværdier blev målt i et operatørdefineret område af interesser (ROI'er). Den muskuloskeletale radiolog (T.T.F.S., med 15 års erfaring) placerer ROI'erne blev placeret ved hjælp af en markør og en grafisk visningsenhed langs grænsen af ​​høj-signal-intensitet knoglemarv på T1-vægtede billeder dækkede hele knoglemarven af ​​hver hvirvel. Ét hvirvellegeme var dækket af én ROI-måling. ROI blev målt separat for hver af de udvalgte lændehvirvler (L2, L3 og L4) i hvert individ. Signalintensitetsværdierne afledt af ROI målt i hvert hvirvellegeme blev derefter plottet mod tid for at opnå en tidssignalintensitetskurve (fig. 1) for hver hvirvellegeme. Basislinjeværdien for signalintensitet (SIbase) på en tidssignalintensitetskurve blev defineret som den gennemsnitlige signalintensitet fra de første tre billeder. Den maksimale signalintensitet (SImax) blev defineret som den maksimale værdi af den første hurtigt stigende del af tidssignalintensitetskurven. Tiden til maksimal kontrastforøgelse blev defineret som tiden (Trise) mellem SIbase og SImax. Efter toppen, som sædvanligvis indtraf omkring 40 sekunder efter injektionens start, gik tidssignalintensitetskurven ind i en ligevægtsfase, der varede omkring 30 sekunder. Den samlede billeddannelsestid på 100 sekunder omfattede både den første hurtige stigning i kurven og den tidlige ligevægtsfase. I vores undersøgelse blev SIbase og SImax kun målt fra den første hurtigt stigende kurve. Til den semikvantitative analyse blev peak enhancement ratio peak beregnet for hver ROI som (SImax - SIbase)/SIbase, og den gennemsnitlige forbedringshældning (gennemsnitlig hældning) blev defineret som (SImax - SIbase)/ Trise for hver ROI. Den indledende hældning blev målt som den mest stejle opstandshældning fra den tidlige hurtigt stigende del af tidens intensitetskurve. Middelværdien blev beregnet ud fra parametrene for L3, L3 og L4 hvirvlerne og repræsenteret for hvert individ. I vores foreløbige undersøgelse, ligesom andre [Moehler et al, 2001], var disse konstruerede billeder udført af dynamisk kontrastforstærket MR, som efterligner perfusionsstatus i knoglemarv, blevet korreleret med distinkte kliniske resultater hos vores akutte myeloid leukæmi og MM patienter i en forundersøgelse.

Derfor vil vi gerne have BM-perfusionsstatus afbildet ved dynamisk MR for at efterligne de makroskopiske vaskulære tætheder af BM, og derefter vil BM-perfusionsstatus, det kliniske resultat af MM-patienterne og de angiogenese-relaterede biologiske markører blive korreleret.